JP2015085211A - 冷却塔のオゾン殺菌装置及びオゾン殺菌方法 - Google Patents
冷却塔のオゾン殺菌装置及びオゾン殺菌方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015085211A JP2015085211A JP2013222972A JP2013222972A JP2015085211A JP 2015085211 A JP2015085211 A JP 2015085211A JP 2013222972 A JP2013222972 A JP 2013222972A JP 2013222972 A JP2013222972 A JP 2013222972A JP 2015085211 A JP2015085211 A JP 2015085211A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ozone
- cooling tower
- water
- dissolved
- water tank
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 189
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 108
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 113
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 17
- 241000589248 Legionella Species 0.000 claims abstract description 14
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 32
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 22
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 18
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 16
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 11
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 8
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 claims description 3
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 claims description 3
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 claims 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 4
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 34
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 8
- 208000007764 Legionnaires' Disease Diseases 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 6
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 208000004023 Legionellosis Diseases 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 3
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 3
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001665 lethal effect Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 206010053759 Growth retardation Diseases 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000032770 biofilm formation Effects 0.000 description 1
- 238000009395 breeding Methods 0.000 description 1
- 230000001488 breeding effect Effects 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000009036 growth inhibition Effects 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 231100000518 lethal Toxicity 0.000 description 1
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- -1 nitrate ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005949 ozonolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
【課題】効果的なレジオネラ菌の繁殖抑制と冷却フィン金属の腐食抑制を両立させ、かつ、経済性、安全性を確保した冷却塔のオゾン殺菌装置及びオゾン殺菌方法を提供する。
【解決手段】冷却塔水槽７からの水と、オゾナイザ１で発生したオゾンとを混合してオゾン溶解槽２に導入し、オゾン溶解槽２において気相オゾンを液相に溶解させてオゾン溶解水を生成すると共に、オゾン溶解水を冷却塔水槽に送り、冷却塔水槽の上部から熱交換器９に散布した後、冷却塔水槽に戻し循環させるように構成された冷却塔のオゾン殺菌装置において、冷却塔水槽を循環するオゾン溶解水中の溶存オゾン濃度が0.1 ppmから1 ppmの間になるように制御する制御手段を備えた。
【選択図】図１
【解決手段】冷却塔水槽７からの水と、オゾナイザ１で発生したオゾンとを混合してオゾン溶解槽２に導入し、オゾン溶解槽２において気相オゾンを液相に溶解させてオゾン溶解水を生成すると共に、オゾン溶解水を冷却塔水槽に送り、冷却塔水槽の上部から熱交換器９に散布した後、冷却塔水槽に戻し循環させるように構成された冷却塔のオゾン殺菌装置において、冷却塔水槽を循環するオゾン溶解水中の溶存オゾン濃度が0.1 ppmから1 ppmの間になるように制御する制御手段を備えた。
【選択図】図１
Description
本発明は、冷却塔のオゾン殺菌装置及びオゾン殺菌方法に関する。
ビルの冷却システムにおいては、ビル内の各種の被冷却体を冷却することにより温度上昇した冷却水は、ビルの屋上などに設置された冷却塔に送られ、冷却塔内で冷却され、再び被冷却体に送られてそれを冷却する。
しかしながら、冷却塔内の熱交換器に設けられた冷却フィン表面に細菌が増殖するとバイオフィルムが形成され、スケール付着の結合剤として作用しフィルムの厚さが増し冷却能力の低下を引き起こす。
さらに、レジオネラ菌族を含む水滴の飛散でレジオネラ症に感染する場合がある。
レジオネラ症は患者報告数が増加傾向にあり、このため塩素消毒が義務付けるなどの種々の対策が講じられている。
塩素消毒を行っているにもかかわらずレジオネラ菌に対して十分な抑制効果が得られていない場合がある（非特許文献１）。
しかしながら、冷却塔内の熱交換器に設けられた冷却フィン表面に細菌が増殖するとバイオフィルムが形成され、スケール付着の結合剤として作用しフィルムの厚さが増し冷却能力の低下を引き起こす。
さらに、レジオネラ菌族を含む水滴の飛散でレジオネラ症に感染する場合がある。
レジオネラ症は患者報告数が増加傾向にあり、このため塩素消毒が義務付けるなどの種々の対策が講じられている。
塩素消毒を行っているにもかかわらずレジオネラ菌に対して十分な抑制効果が得られていない場合がある（非特許文献１）。
非特許文献２は、開放式冷却塔における循環水および散布水においてレジオネラ属菌が100CFU/100ミリリットル以上検出された場合、その循環系の清掃、消毒を推奨し、また、清掃、消毒等の対策実施後において、循環水及び散布水におけるレジオネラ属菌の検出数を10CFU/100ミリリットル未満に維持するように推奨している。
中室克彦,他, 「Legionella の低濃度オゾン殺菌に及ぼす温度及びpHの影響」,防菌防黴,40.75-79,2012
厚生省生活衛生局企画課監修、財団法人ビル管理教育センター発行「新版 レジオネラ症防止指針（平成15年5月 5刷発行）」
R.J.Strittmater,et al,Application of Ozone in Cooling Water Systems, Presented at the National Association of Corrosion Engineers Corrosion ’92 Meeting,Nashville,Tennessee,April 27-May 1,1992
これらを予防するためにオゾンによる殺菌が有効と考えられる。
しかしながら、冷却塔内の熱交換器の冷却フィンに金属（例えば銅）が使われている場合、オゾンによる金属（銅）冷却フィンの腐食が問題となり、実用上30年間の使用に耐える金属（銅）冷却フィンの設計が求められる（非特許文献３）。
しかしながら、冷却塔内の熱交換器の冷却フィンに金属（例えば銅）が使われている場合、オゾンによる金属（銅）冷却フィンの腐食が問題となり、実用上30年間の使用に耐える金属（銅）冷却フィンの設計が求められる（非特許文献３）。
オゾンは酸化力が強く、殺菌効果も顕著であるが、過剰のオゾンの使用は初期費用、維持費用が高くなり経済性の面で問題になるばかりでなく、大気中に放散されるとオゾン臭気の存在や、オゾンを吸入する人体に有害であり、安全面、健康面で問題となる。
特許文献１では冷却塔のオゾン殺菌装置において、用水の高温時にはレジオネラ菌を含む微生物が繁殖しやすくなるのでオゾン発生量を最大にし、低温時には微生物の繁殖が少なくなるのでオゾン発生量を減らし殺菌効果を維持しつつ運転及び保守費用を減少させることが記載されている。
温度を目安にしたオゾン注入量の調整は、温度変化と微生物増殖速度、繁殖状況の関係が穏やかであるので微生物の増殖・減少に応じて過不足の無いオゾン注入をすることが困難であり、殺菌効果、経済性、安全性が十分ではないという問題があった。
温度を目安にしたオゾン注入量の調整は、温度変化と微生物増殖速度、繁殖状況の関係が穏やかであるので微生物の増殖・減少に応じて過不足の無いオゾン注入をすることが困難であり、殺菌効果、経済性、安全性が十分ではないという問題があった。
本発明は、効果的なレジオネラ菌の繁殖抑制と冷却フィン金属の腐食抑制を両立させ、かつ、経済性、安全性を確保した冷却塔のオゾン殺菌装置及びオゾン殺菌方法を提供することを目的とする。
本発明の冷却塔のオゾン殺菌装置は、冷却塔水槽からの水と、オゾナイザで発生したオゾンとを混合してオゾン溶解槽に導入し、前記オゾン溶解槽において気相オゾンを液相に溶解させてオゾン溶解水を生成すると共に、前記オゾン溶解水を前記冷却塔水槽に送り、前記冷却塔水槽の上部から冷却フィンを有する熱交換器に散布した後、前記冷却塔水槽に戻し循環させるように構成された冷却塔のオゾン殺菌装置において、前記冷却塔水槽を循環する前記オゾン溶解水中の溶存オゾン濃度が0.1 ppmから1 ppmの間になるように制御する制御手段を備えたものである。
また、本発明の冷却塔のオゾン殺菌方法は、冷却塔水槽からの水と、オゾナイザで発生したオゾンとを混合したオゾン溶解水を前記冷却塔水槽の上部から熱交換器に散布した後、前記冷却塔水槽に戻し循環させるようにした冷却塔のオゾン殺菌方法において、前記冷却塔水槽を循環する前記オゾン溶解水中の溶存オゾン濃度を0.1 ppmから1 ppmの間になるように制御するものである。
本発明の冷却塔のオゾン殺菌装置及びオゾン殺菌方法によれば、溶存オゾン濃度を0.1 ppmから1ppmの間の値に保つことで一般細菌を検出下限以下に抑制でき、かつ、熱交換器の銅冷却フィンの腐食を0.18mm/30年以下（冷却フィンの厚み0.6mm）に抑制できる。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態1を示す冷却塔のオゾン殺菌装置の概略構成を示した図である。
図１において、１はオゾナイザ、２はオゾン溶解槽、３はエゼクタ、４はポンプ、５はオゾン分解塔、６は冷却塔、７は冷却塔水槽、８は冷却塔の気相部、９は冷却塔の熱交換器、１０は冷却塔のポンプ、１１は送風機、１２はノズルである。
冷却塔水槽７からポンプ４で水を吸引し、エゼクタ３でオゾナイザ１で発生したオゾンを吸引混合しオゾン溶解槽２に導入する。
ここで気相オゾンを液相に溶解させ、未溶解の気相オゾンはオゾン分解塔５でオゾンを酸素に分解し無害化して大気へ放出する。
図１は、本発明の実施の形態1を示す冷却塔のオゾン殺菌装置の概略構成を示した図である。
図１において、１はオゾナイザ、２はオゾン溶解槽、３はエゼクタ、４はポンプ、５はオゾン分解塔、６は冷却塔、７は冷却塔水槽、８は冷却塔の気相部、９は冷却塔の熱交換器、１０は冷却塔のポンプ、１１は送風機、１２はノズルである。
冷却塔水槽７からポンプ４で水を吸引し、エゼクタ３でオゾナイザ１で発生したオゾンを吸引混合しオゾン溶解槽２に導入する。
ここで気相オゾンを液相に溶解させ、未溶解の気相オゾンはオゾン分解塔５でオゾンを酸素に分解し無害化して大気へ放出する。
オゾン溶解水は冷却塔水槽７に送られ、ポンプ１０により冷却塔上部のノズル１２から熱交換器９に散布され、そこで気化熱を奪われた後、冷却塔水槽７に戻され、冷却塔内を循環する。
この過程で循環水中のレジオネラ菌を含む微生物は殺菌され、バイオフィルムの形成は抑制される。
ここで、熱交換器９は水の接触する部分の表面積を拡大するように多数の銅冷却フィンを有しており、導入管９ａを介して外部から導入された被冷却水を冷却した後、導出管９ｂを介して再び外部に導出する。
この過程で循環水中のレジオネラ菌を含む微生物は殺菌され、バイオフィルムの形成は抑制される。
ここで、熱交換器９は水の接触する部分の表面積を拡大するように多数の銅冷却フィンを有しており、導入管９ａを介して外部から導入された被冷却水を冷却した後、導出管９ｂを介して再び外部に導出する。
図２は細菌（大腸菌）の生菌数と水中オゾン濃度の関係を示した図である。
細菌の殺菌に必要な溶存オゾンは単位体積当りの細菌数に依存している。
細菌の致死効果は溶存オゾンの濃度Cとオゾン接触時間ｔの積Ctに依存する。
細菌の殺菌に必要な溶存オゾンは単位体積当りの細菌数に依存している。
細菌の致死効果は溶存オゾンの濃度Cとオゾン接触時間ｔの積Ctに依存する。
図３は図２の結果から細菌（大腸菌）の殺菌に必要とされる溶存オゾン濃度と反応時間を単位体積当りの細菌数の関数として表したものである。
この図から単位体積当りの細菌数が分かれば溶存オゾン濃度とオゾンとの接触時間を調整すれば殺菌できることが分かる。
この図では細菌として大腸菌を例にとって殺菌条件を明らかにしたが、単位体積当りの細菌数を既知とした一般細菌に対しても予め上述の殺菌に必要なCｔ特性を調べておけば溶存オゾン濃度とオゾンとの接触時間を調整すれば殺菌できる。
この図から単位体積当りの細菌数が分かれば溶存オゾン濃度とオゾンとの接触時間を調整すれば殺菌できることが分かる。
この図では細菌として大腸菌を例にとって殺菌条件を明らかにしたが、単位体積当りの細菌数を既知とした一般細菌に対しても予め上述の殺菌に必要なCｔ特性を調べておけば溶存オゾン濃度とオゾンとの接触時間を調整すれば殺菌できる。
オゾン殺菌条件と熱交換器の銅冷却フィン腐食の関係を調べるため図４に示した試験装置を用いてバッジ試験を行った。
内容積100Lの三つのポリ容器にそれぞれオゾン溶解水の濃度を0ppm、0.1ppm、1ppmの３条件下に調整しモデル銅冷却フィンをセットし銅冷却フィンの腐食量の変化を３ケ月間にわたって調べ、30年間の使用に耐えるかを確認した。
１ケ月毎に水を入れ替え、試験開始前、並びに試験開始後１ケ月毎に水質並びに一般細菌数の分析を実施した。
内容積100Lの三つのポリ容器にそれぞれオゾン溶解水の濃度を0ppm、0.1ppm、1ppmの３条件下に調整しモデル銅冷却フィンをセットし銅冷却フィンの腐食量の変化を３ケ月間にわたって調べ、30年間の使用に耐えるかを確認した。
１ケ月毎に水を入れ替え、試験開始前、並びに試験開始後１ケ月毎に水質並びに一般細菌数の分析を実施した。
モデル冷却フィンは材質C1220R、板厚0.6mmの銅板にステンレス管(304A)を貫通させ一体化したものを用いた。
多田電機製TNF-10型オゾナイザでオゾンを発生させた。
水中に溶解したオゾン濃度はエムケーサイエンティフィック社製ポータブル型溶存オゾン濃度計C105型を用いて測定した。
上記条件下で鉄フランジ（SS400,JIS10K15A）に保持したネオプレンゴムパッキンの劣化の度合いも評価した。
多田電機製TNF-10型オゾナイザでオゾンを発生させた。
水中に溶解したオゾン濃度はエムケーサイエンティフィック社製ポータブル型溶存オゾン濃度計C105型を用いて測定した。
上記条件下で鉄フランジ（SS400,JIS10K15A）に保持したネオプレンゴムパッキンの劣化の度合いも評価した。
図５に試験開始後約１ヶ月経過時点の供試ポリ容器中の水質の変化を示す。
図６に試験期間中の供試ポリ容器中の溶存オゾン濃度の変化を示す。
図７に試験期間中の供試ポリ容器中の水温とポリ容器近傍の大気の温度を示す。
図６に試験期間中の供試ポリ容器中の溶存オゾン濃度の変化を示す。
図７に試験期間中の供試ポリ容器中の水温とポリ容器近傍の大気の温度を示す。
オゾンを含まない原水噴霧に比較し0.1ppmオゾン水噴霧と1ppmオゾン水噴霧の場合は外観上は腐食が進行している。
銅冷却フィンの腐食減量の経時変化を基に30年間の腐食減量に換算した（図８、図９）。
噴霧時間の経過とともに腐食速度は減少し、原水、0.1ppm、1ppm噴霧の各ケースの腐食速度は一定値に収束する傾向を示した。
銅冷却フィンの腐食減量の経時変化を基に30年間の腐食減量に換算した（図８、図９）。
噴霧時間の経過とともに腐食速度は減少し、原水、0.1ppm、1ppm噴霧の各ケースの腐食速度は一定値に収束する傾向を示した。
図１０に腐食速度の文献値（非特許文献３）との比較を示す。
試験開始から経時的に腐食速度は減少する傾向は本実験の場合と同様であり、本実験結果と文献値は概ね等価であった。
この結果、銅冷却フィンの30年間の腐食量は0.18mm以下であることが推察され厚さ0.6mmの銅冷却フィンは30年間の使用に耐えることが推察された。
試験開始から経時的に腐食速度は減少する傾向は本実験の場合と同様であり、本実験結果と文献値は概ね等価であった。
この結果、銅冷却フィンの30年間の腐食量は0.18mm以下であることが推察され厚さ0.6mmの銅冷却フィンは30年間の使用に耐えることが推察された。
図１１から図１４までは試験期間中の各種水質の指標（ｐH、電気伝導度、硝酸イオン、酸素消費量）の経時変化を示す。
ｐHはオゾン注入量が増大とともに低下する（図１1）、電気伝導度と硝酸イオン濃度はオゾン注入量が増大とともに増加する（図１２、図１３）。
ｐHはオゾン注入量が増大とともに低下する（図１1）、電気伝導度と硝酸イオン濃度はオゾン注入量が増大とともに増加する（図１２、図１３）。
図１５は試験期間中の一般細菌数の変化、即ち、オゾン殺菌の効果を示した図である。原水中の一般細菌数は104から105個/mLのレベルであった。
0.1ppmオゾン水噴霧の場合は原水中の菌数に比較し1/10以下であり不検出の場合もあった。
1ppmオゾン水噴霧の場合は全期間にわたって一般細菌は検出されず試験期間中の完全な殺菌効果が認められた。
0.1ppmオゾン水噴霧の場合は原水中の菌数に比較し1/10以下であり不検出の場合もあった。
1ppmオゾン水噴霧の場合は全期間にわたって一般細菌は検出されず試験期間中の完全な殺菌効果が認められた。
上記条件下で鉄フランジ（SS400,JIS10K15A）に保持したネオプレンゴムパッキンの劣化の度合いも評価した結果、供試ネオプレンゴムパッキンはオゾン未処理品、オゾン処理品のいずれも圧縮試験による変形、亀裂、割れ等は生じず0.6MPaの耐圧試験をクリアし劣化は認められなかった。
以上の検討結果から、オゾン溶解濃度を0.1 ppmから1ppmの間に制御することにより、効果的な細菌の繁殖抑制と冷却フィン金属の腐食抑制を両立させることが明らかになった。
また、単位体積当りの細菌数を既知とした一般細菌に対しても予め上述の殺菌に必要なCｔ特性を調べておけば溶存オゾン濃度とオゾンとの接触時間を調整することができる。
オゾン注入の量、注入期間の長さに対応して水質(ｐH、電気伝導度、等)が変化することが明らかになり、水質の指標を適宜、検出、または連続検出し最適なオゾン注入量を決めることができることが明らかになった。
また、単位体積当りの細菌数を既知とした一般細菌に対しても予め上述の殺菌に必要なCｔ特性を調べておけば溶存オゾン濃度とオゾンとの接触時間を調整することができる。
オゾン注入の量、注入期間の長さに対応して水質(ｐH、電気伝導度、等)が変化することが明らかになり、水質の指標を適宜、検出、または連続検出し最適なオゾン注入量を決めることができることが明らかになった。
次に、実施の形態１における他の特性等について説明する。
（オゾン溶解特性）
図１６に図１のオゾナイザ１で生成されるオゾンガスの濃度（オゾナイザ出口）とオゾン溶解槽２の出口のオゾン溶解水の溶存オゾン濃度（戻り水Ａ）冷却塔水槽７からポンプ４を経てエゼクタ３へ供給される冷却水槽出口の溶存オゾン濃度（バルク水Ｂ）の各濃度変化を記す。
（オゾン溶解特性）
図１６に図１のオゾナイザ１で生成されるオゾンガスの濃度（オゾナイザ出口）とオゾン溶解槽２の出口のオゾン溶解水の溶存オゾン濃度（戻り水Ａ）冷却塔水槽７からポンプ４を経てエゼクタ３へ供給される冷却水槽出口の溶存オゾン濃度（バルク水Ｂ）の各濃度変化を記す。
（オゾン発生特性）
図１７と図１８に供試オゾナイザのオゾン発生特性を示す。
原料ガスの流量と電流を調整することによりオゾン発生量とオゾン濃度を制御することができる。
図１７と図１８に供試オゾナイザのオゾン発生特性を示す。
原料ガスの流量と電流を調整することによりオゾン発生量とオゾン濃度を制御することができる。
図１９はオゾナイザのオゾン発生量を制御するブロック図を示したものであり、タッチパネル２１からとして予めパラメータと目標値ＳＶを入力したオゾナイザのＰＩＤ制御ユニット２２に、水質、細菌数、気相オゾン濃度のいずれかを指標モニタ２３から測定値ＰＶとして入力し、オゾナイザ電源２４にオゾン殺菌が出来かつ余剰オゾンを最小にする制御値ＭＶに対応する制御信号を送りオゾン発生量を制御する。
図２０は連続試験に先立ち、細菌数の濃度とオゾン溶解濃度を大腸菌を指標とする細菌として選び、最低致死オゾン溶解濃度を調べた結果である。
１０４/mL程度の大腸菌に対して0.013mg/Lの溶存オゾン濃度で殺菌できることを示した。
１０４/mL程度の大腸菌に対して0.013mg/Lの溶存オゾン濃度で殺菌できることを示した。
水道水を用いた模擬冷却水系で有効塩素とオゾンの合計濃度が0.5ppm以下に制御された系での大腸菌の殺菌効果を図２１に示す。
オゾン処理前310個/mLがオゾン処理後に0個/mLに殺菌された。
実際の冷却塔循環水系の有効塩素とオゾンの合計濃度が0.5ppm以下に制御された系での一般細菌およびレジオネラ菌の殺菌効果を同じく図２１に示す。
オゾン処理前の一般細菌3.8×10３個/mL、レジオネラ菌8.0×10 CFU/100mLがオゾン処理後にそれぞれ0個/mL、10未満CFU/100mLと検出下限以下に殺菌された。
オゾン処理前310個/mLがオゾン処理後に0個/mLに殺菌された。
実際の冷却塔循環水系の有効塩素とオゾンの合計濃度が0.5ppm以下に制御された系での一般細菌およびレジオネラ菌の殺菌効果を同じく図２１に示す。
オゾン処理前の一般細菌3.8×10３個/mL、レジオネラ菌8.0×10 CFU/100mLがオゾン処理後にそれぞれ0個/mL、10未満CFU/100mLと検出下限以下に殺菌された。
（水中オゾン濃度と気相オゾン濃度の関係）
図２２にオゾン注入後の冷却塔の気相部の気相オゾン濃度の変化を示す。
水中オゾン濃度が一定に保たれれば気相オゾン濃度はやがて一定値になる。
水中オゾン濃度が0.5 ppmの場合、平衡状態になったときの気相オゾン濃度は0.017ppm程度でオキシダントの環境基準0.06ppm以下であった。
図２３に冷却水の水槽出口（バルク）のオゾン濃度と冷却塔に供給するオゾン溶解水（戻り水）の濃度と冷却水の水槽出口（バルク）のオゾン濃度の関係を示す。
図２２と図２３の関係から冷却塔の所定の位置の気相オゾン濃度をモニタすることで水中（バルクの）オゾン濃度を推定でき、オゾン殺菌に必要とされる溶存オゾン濃度を推定できる。
図２２にオゾン注入後の冷却塔の気相部の気相オゾン濃度の変化を示す。
水中オゾン濃度が一定に保たれれば気相オゾン濃度はやがて一定値になる。
水中オゾン濃度が0.5 ppmの場合、平衡状態になったときの気相オゾン濃度は0.017ppm程度でオキシダントの環境基準0.06ppm以下であった。
図２３に冷却水の水槽出口（バルク）のオゾン濃度と冷却塔に供給するオゾン溶解水（戻り水）の濃度と冷却水の水槽出口（バルク）のオゾン濃度の関係を示す。
図２２と図２３の関係から冷却塔の所定の位置の気相オゾン濃度をモニタすることで水中（バルクの）オゾン濃度を推定でき、オゾン殺菌に必要とされる溶存オゾン濃度を推定できる。
（オゾン臭気）
オゾン処理期間中の冷却塔近傍のオゾン臭気は6段階臭気強度法の臭気強度1（やっと感知できる臭い（検知閾値濃度）程度であり臭気指数規則による問題のないレベル（臭気強度2.5以下）であった。
供試ポリタンクの水面から垂直に50cmの高さでのオゾン濃度はオゾン濃度計で0.01〜0.06ppmの範囲で環境基準以下の濃度であった。
オゾン処理期間中の冷却塔近傍のオゾン臭気は6段階臭気強度法の臭気強度1（やっと感知できる臭い（検知閾値濃度）程度であり臭気指数規則による問題のないレベル（臭気強度2.5以下）であった。
供試ポリタンクの水面から垂直に50cmの高さでのオゾン濃度はオゾン濃度計で0.01〜0.06ppmの範囲で環境基準以下の濃度であった。
図２４に冷却塔循環水におけるオゾン殺菌効果の持続についての結果を示す。
溶存オゾン濃度を0.5ppm、接触時間60分でオゾン殺菌を一度施すと一般細菌数は２ケ月程度で生菌数は回復するが、一方、レジオネラ菌は４ケ月経過後も検出限界以下（10CFU/100mL）未満）であった。
溶存オゾン濃度を0.5ppm、接触時間60分でオゾン殺菌を一度施すと一般細菌数は２ケ月程度で生菌数は回復するが、一方、レジオネラ菌は４ケ月経過後も検出限界以下（10CFU/100mL）未満）であった。
オゾン殺菌は常時オゾン注入する必要はなく、指標となる水質、細菌数、気相オゾン濃度のいずれかを検出しその指標の値に応じてオゾン注入濃度、オゾン注入時間、オゾン注入とオゾン注入しない時期の間隔を定めればよいことが明らかになった。
本実施の形態では水質の指標として溶存オゾン濃度、細菌の指標として一般細菌とレジオネラ菌を例にとりオゾン濃度を制御し金属の腐食を所定内に抑制しつつオゾン注入量を制限し余分のオゾンを使用しない経済的な冷却塔のオゾン殺菌装置および方法を示した。
循環水中の水質の指標としてｐH、温度、電気伝導率、硝酸イオン、酸素消費量の少なくともいずれかの一つを検出し参考にしてオゾン注入量または及びオゾン注入間隔を決めても同様な効果が得られる。
また、本実施の形態では、冷却フィンを有する熱交換器を用いた密閉式冷却塔について説明したが、充填材を用いた開放式冷却塔に適用しても少なくとも殺菌効果については同様の効果が得られる。
なお，本発明は，その発明の範囲内において，各実施の形態を自由に組み合わせたり，各実施の形態を適宜，変形，省略することが可能である。
１ オゾナイザ
２ オゾン溶解槽
３ エゼクタ
４ ポンプ
５ オゾン分解塔
６ 冷却塔
７ 冷却塔水槽
８ 冷却塔気相部
９ 熱交換器、 ９ａ 導入管、 ９ｂ 導出管
１０ ポンプ
１１ 送風機
１２ ノズル
２１ タッチパネル
２２ ＰＩＤ制御ユニット
２３ 指標モニタ
２４ オゾナイザ電源
２ オゾン溶解槽
３ エゼクタ
４ ポンプ
５ オゾン分解塔
６ 冷却塔
７ 冷却塔水槽
８ 冷却塔気相部
９ 熱交換器、 ９ａ 導入管、 ９ｂ 導出管
１０ ポンプ
１１ 送風機
１２ ノズル
２１ タッチパネル
２２ ＰＩＤ制御ユニット
２３ 指標モニタ
２４ オゾナイザ電源
Claims (8)
- 冷却塔水槽からの水と、オゾナイザで発生したオゾンとを混合してオゾン溶解槽に導入し、前記オゾン溶解槽において気相オゾンを液相に溶解させてオゾン溶解水を生成すると共に、前記オゾン溶解水を前記冷却塔水槽に送り、前記冷却塔水槽の上部から冷却フィンを有する熱交換器に散布した後、前記冷却塔水槽に戻し循環させるように構成された冷却塔のオゾン殺菌装置において、
前記冷却塔水槽を循環する前記オゾン溶解水中の溶存オゾン濃度が0.1 ppmから1 ppmの間になるように制御する制御手段を備えたことを特徴とする冷却塔のオゾン殺菌装置。 - 前記制御手段は、予めパラメータを入力した前記オゾナイザの制御ユニットに、水質、細菌数、気相オゾン濃度のいずれかの指標を測定値として入力し、オゾン殺菌が出来かつ余剰オゾンを最小にするように前記オゾナイザのオゾン発生量を制御することを特徴とする請求項１記載の冷却塔のオゾン殺菌装置。
- 前記制御手段は、前記冷却塔水槽を循環する前記オゾン溶解水中の水質としてｐＨ、温度、電気伝導率、溶存オゾン濃度、硝酸イオン、酸素消費量の少なくとも一つを検出して前記オゾン溶解水へのオゾン注入量またはオゾン注入間隔を決めることを特徴とする請求項１または２記載の冷却塔のオゾン殺菌装置。
- 前記制御手段は、前記冷却塔水槽を循環する前記オゾン溶解水中の細菌密度の指標として、一般細菌、大腸菌群、レジオネラ菌の少なくとも一種の単位体積当りのコロニー数を検出して前記オゾン溶解水へのオゾン注入量またはオゾン注入間隔を決めることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却塔のオゾン殺菌装置。
- 前記制御手段は、前記冷却塔近傍の気相オゾン濃度を検出して前記オゾン溶解水へのオゾン注入量またはオゾン注入間隔を決めることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の冷却塔のオゾン殺菌装置。
- 前記制御手段は、前記冷却塔水槽を循環する前記オゾン溶解水中の水質の指標と細菌数密度の指標と気相オゾン濃度の少なくとも一つを連続的に検出し、その検出情報に基づき前記オゾン溶解水へのオゾン注入量及びまたはオゾン注入間隔を定めることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の冷却塔のオゾン殺菌装置。
- 前記制御手段は、前記熱交換器の冷却フィンにおける30年間の銅腐食減量が0.2mm以下になるように前記オゾン溶解水へのオゾン注入量を制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の冷却塔のオゾン殺菌装置。
- 冷却塔水槽からの水と、オゾナイザで発生したオゾンとを混合したオゾン溶解水を前記冷却塔水槽の上部から熱交換器に散布した後、前記冷却塔水槽に戻し循環させるようにした冷却塔のオゾン殺菌方法において、
前記冷却塔水槽を循環する前記オゾン溶解水中の溶存オゾン濃度を0.1 ppmから1 ppmの間になるように制御することを特徴とする冷却塔のオゾン殺菌方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013222972A JP6045473B2 (ja) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | 冷却塔のオゾン殺菌装置及びオゾン殺菌方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013222972A JP6045473B2 (ja) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | 冷却塔のオゾン殺菌装置及びオゾン殺菌方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015085211A true JP2015085211A (ja) | 2015-05-07 |
| JP6045473B2 JP6045473B2 (ja) | 2016-12-14 |
Family
ID=53048622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013222972A Active JP6045473B2 (ja) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | 冷却塔のオゾン殺菌装置及びオゾン殺菌方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6045473B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017083135A (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 東芝プラントシステム株式会社 | 水冷式変電所のレジオネラ属菌対策システム、被冷却体冷却システム、レジオネラ属菌対策方法および被冷却体冷却方法 |
| JP2022001361A (ja) * | 2020-07-29 | 2022-01-06 | 学校法人関東学院 | めっき洗浄プロセスのオゾン処理システム |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04104883A (ja) * | 1990-08-23 | 1992-04-07 | Toshiba Corp | オゾン水溶液によるスライム剥離装置 |
| US5145585A (en) * | 1990-02-09 | 1992-09-08 | Coke Alden L | Method and apparatus for treating water in a cooling system |
| JPH07232158A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-05 | Meidensha Corp | オゾン発生量制御装置 |
| JPH08299972A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-19 | Meidensha Corp | オゾン発生量制御装置 |
| JPH11114580A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-27 | Ishikawa Kinzoku Kogyo Kk | 無菌化浄化装置 |
| JP2000157985A (ja) * | 1998-11-24 | 2000-06-13 | Sasakura Engineering Co Ltd | 冷却塔のオゾン殺菌装置 |
| JP2003166798A (ja) * | 2001-11-27 | 2003-06-13 | Meishu Ri | 冷却水処理機能を具える冷却水循環システム及びその冷却水処理方法 |
| JP2003326275A (ja) * | 2002-05-13 | 2003-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | 水の消毒システム及び消毒方法 |
| JP2008241146A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Sharp Corp | 冷却方法および冷却装置 |
| JP2010014346A (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 散水冷却装置 |
-
2013
- 2013-10-28 JP JP2013222972A patent/JP6045473B2/ja active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5145585A (en) * | 1990-02-09 | 1992-09-08 | Coke Alden L | Method and apparatus for treating water in a cooling system |
| JPH04104883A (ja) * | 1990-08-23 | 1992-04-07 | Toshiba Corp | オゾン水溶液によるスライム剥離装置 |
| JPH07232158A (ja) * | 1994-02-25 | 1995-09-05 | Meidensha Corp | オゾン発生量制御装置 |
| JPH08299972A (ja) * | 1995-05-12 | 1996-11-19 | Meidensha Corp | オゾン発生量制御装置 |
| JPH11114580A (ja) * | 1997-10-09 | 1999-04-27 | Ishikawa Kinzoku Kogyo Kk | 無菌化浄化装置 |
| JP2000157985A (ja) * | 1998-11-24 | 2000-06-13 | Sasakura Engineering Co Ltd | 冷却塔のオゾン殺菌装置 |
| JP2003166798A (ja) * | 2001-11-27 | 2003-06-13 | Meishu Ri | 冷却水処理機能を具える冷却水循環システム及びその冷却水処理方法 |
| JP2003326275A (ja) * | 2002-05-13 | 2003-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | 水の消毒システム及び消毒方法 |
| JP2008241146A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Sharp Corp | 冷却方法および冷却装置 |
| JP2010014346A (ja) * | 2008-07-03 | 2010-01-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 散水冷却装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017083135A (ja) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 東芝プラントシステム株式会社 | 水冷式変電所のレジオネラ属菌対策システム、被冷却体冷却システム、レジオネラ属菌対策方法および被冷却体冷却方法 |
| JP2022001361A (ja) * | 2020-07-29 | 2022-01-06 | 学校法人関東学院 | めっき洗浄プロセスのオゾン処理システム |
| JP7226716B2 (ja) | 2020-07-29 | 2023-02-21 | 学校法人関東学院 | めっき洗浄プロセスのオゾン処理システム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6045473B2 (ja) | 2016-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2198891T3 (es) | Sintesis electrolitica del acido peracetico. | |
| US8025784B2 (en) | System and method for controlling the generation of a biocidal liquid | |
| CA2715440A1 (en) | Apparatus and method for air treatment and sanitization | |
| JP2005304485A (ja) | 養液栽培用培養液の調整方法 | |
| JP2013531556A (ja) | オゾン処理された流体を製造及び分配するシステム | |
| JP3783150B2 (ja) | 殺菌力を有する氷およびその製造方法 | |
| JP2016023134A (ja) | 電子不足キャリア流体および二酸化塩素を含む殺生物剤を生成するための電解システムおよび方法 | |
| JP6045473B2 (ja) | 冷却塔のオゾン殺菌装置及びオゾン殺菌方法 | |
| KR20210145087A (ko) | 살균장치 및 살균방법 | |
| WO2015102997A1 (en) | Surface and space disinfection with composition including mixed oxidants | |
| JP4305582B2 (ja) | 冷却塔のオゾン殺菌装置 | |
| US9815714B2 (en) | Process for generating oxygenated water | |
| EZEIKE et al. | Acidic electrolyzed water properties as affected by processing parameters and their response surface models | |
| KR102057093B1 (ko) | 전기분해를 통한 살균수 공급 시스템 및 방법 | |
| CA3091549A1 (en) | Apparatus and method for the electrolytic production of hypochlorous acid | |
| JP2010036082A (ja) | 複合循環抗菌浴槽システム、複合循環抗菌給湯システム、複合循環抗菌クーリングタワーシステム、複合循環抗菌プールシステム、複合循環抗菌上下水道システム及び複合循環抗菌農業漁業水産業用水システム | |
| JP2019517910A (ja) | 船舶、特に旅客船の飲料水の塩素消毒方法 | |
| JP2013046892A (ja) | 船舶バラスト水の処理方法 | |
| JP2000167557A (ja) | 抗菌水 | |
| KR100944725B1 (ko) | 오존과 산성도 증가에 의한 바닷물속의 미생물 제거 방법 | |
| JPH11290855A (ja) | 殺菌洗浄水の供給方法およびその装置 | |
| JP2013046897A (ja) | 船舶バラスト水の処理方法 | |
| JP2013141506A (ja) | 殺菌装置及び殺菌方法 | |
| CN102234149A (zh) | 原水的杀菌方法 | |
| JP2019076813A (ja) | 海水処理方法、海水処理装置及び海水利用構造物の防汚装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20151221 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20160728 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160817 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160921 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161025 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161115 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6045473 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |